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k8s培训第8课 集群调度

  • Q:Scheduler是什么?
    • kubernetes 的调度器,主要的任务是把定义的 pod 分配到集群的节点上。听起来非常简单,但有 很多要考虑的问题:
      • 公平:如何保证每个节点都能被分配资源
      • 资源高效利用:集群所有资源最大化被使用
      • 效率:调度的性能要好,能够尽快地对大批量的 pod 完成调度工作
      • 灵活:允许用户根据自己的需求控制调度的逻辑
    • Sheduler 是作为单独的程序运行的,启动之后会一直坚挺 API Server,获取 PodSpec.NodeName 为空的 pod, 对每个 pod 都会创建一个 binding,表明该 pod 应该放到哪个节点上
  • Q: k8s的调度过程是怎样
    • 调度分为几个部分:首先是过滤掉不满足条件的节点,这个过程称为predicate;然后对通过的节点按照优先级排序,这个是priority;最后从中选择优先级最高的节点。如果中间任何一步骤有错误,就直接返回错误
    • Predicate 有一系列的算法可以使用:
      • PodFitsResources:节点上剩余的资源是否大于 pod 请求的资源
      • PodFitsHost:如果 pod 指定了NodeName,检查节点名称是否和NodeName匹配
      • PodFitsHostPorts:节点上已经使用的port是否和pod申请的port冲突
      • PodSelectorMatches:过滤掉和pod指定的label不匹配的节点
      • NoDiskConflict:已经mount的volume和pod指定的volume不冲突,除非它们都是只读
    • 如果在predicate过程中没有合适的节点,pod会一直在pending状态,不断重试调度,直到有节点满足条件。 经过这个步骤,如果有多个节点满足条件,就继续priorities过程:按照优先级大小对节点排序
    • 优先级由一系列键值对组成,键是该优先级项的名称,值是它的权重(该项的重要性)。这些优先级选项包括:
      • LeastRequestedPriority :通过计算 CPU 和 Memory 的使用率来决定权重,使用率越低权重越高。换句话说,这个优先级指标倾向于资源使用比例更低的节点
      • BalancedResourceAllocation:节点上 CPU 和 Memory 使用率越接近,权重越高。这个应该和上面的一起使用,不应该单独使用
      • ImageLocalityPriority:倾向于已经有要使用镜像的节点,镜像总大小值越大,权重越高
    • 通过算法对所有的优先级项目和权重进行计算,得出最终的结果
  • Q:结点亲和性
    • pod.spec.nodeAffinity
      • preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:软策略
      • requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:硬策略
    • requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:硬策略
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      apiVersion: v1
      kind: Pod
      metadata:
      name: affinity
      labels:
      app: node-affinity-pod
      spec:
      containers:
      - name: with-node-affinity
      image: wangyanglinux/myapp:v1
      affinity:
      nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
      - key: kubernetes.io/hostname
      operator: NotIn
      values:
      - k8s-node02
    • preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:软策略
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      apiVersion: v1
      kind: Pod
      metadata:
      name: affinity
      labels:
      app: node-affinity-pod
      spec:
      containers:
      - name: with-node-affinity
      image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
      affinity:
      nodeAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1 # 权重越大越亲和
      preference:
      matchExpressions:
      - key: source
      operator: In
      values:
      - qikqiak
    • 合体
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      apiVersion: v1
      kind: Pod
      metadata:
      name: affinity
      labels:
      app: node-affinity-pod
      spec:
      containers:
      - name: with-node-affinity
      image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
      affinity:
      nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
      - key: kubernetes.io/hostname
      operator: NotIn
      values:
      - k8s-node02
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
      preference:
      matchExpressions:
      - key: source
      operator: In
      values:
      - qikqiak
    • 键值运算关系
      • In:label 的值在某个列表中
      • NotIn:label 的值不在某个列表中
      • Gt:label 的值大于某个值
      • Lt:label 的值小于某个值
      • Exists:某个 label 存在
      • DoesNotExist:某个 label 不存在
  • Q:Pod亲和性
    • pod.spec.affinity.podAffinity/podAntiAffinity
    • preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:软策略
    • requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:硬策略
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      apiVersion: v1
      kind: Pod
      metadata:
      name: pod-3
      labels:
      app: pod-3
      spec:
      containers:
      - name: pod-3
      image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
      affinity:
      podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
      matchExpressions:
      - key: app
      operator: In
      values:
      - pod-1
      topologyKey: kubernetes.io/hostname
      podAntiAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
      podAffinityTerm:
      labelSelector:
      matchExpressions:
      - key: app
      operator: In
      values:
      - pod-2
      topologyKey: kubernetes.io/hostname
  • Q:亲和性/反亲和性调度策略比较
  • Q:给节点打标签
    • kubectl label node k8s-node01 disk=ssd
  • Q:k8s指定调度节点
    • Pod.spec.nodeName 将 Pod 直接调度到指定的 Node 节点上,会跳过 Scheduler 的调度策略,该匹配规则是强制匹配
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      apiVersion: extensions/v1beta1
      kind: Deployment
      metadata:
      name: myweb
      spec:
      replicas: 7
      template:
      metadata:
      labels:
      app: myweb
      spec:
      nodeName: k8s-node01
      containers:
      - name: myweb
      image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
      ports:
      - containerPort: 80
    • Pod.spec.nodeSelector:通过 kubernetes 的 label-selector 机制选择节点,由调度器调度策略匹配 label, 而后调度 Pod 到目标节点,该匹配规则属于强制约束
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      apiVersion: extensions/v1beta1
      kind: Deployment
      metadata:
      name: myweb
      spec:
      replicas: 2
      template:
      metadata:
      labels:
      app: myweb
      spec:
      nodeSelector:
      type: backEndNode1
      containers:
      - name: myweb
      image: harbor/tomcat:8.5-jre8
      ports:
      - containerPort: 80